给水厂课程设计说明书

四川大学污水处理厂课程设计说明书学院：建筑与环境学院专业：给水与排水工程姓名：郑启佳学号：2012141474013联系电话：[phone]指导老师：付垚目录一、设计原始资料（一）原水水质资料（二）规划用地地质、地形资料（三）水文、气象资料（四）其他资料二、给水厂设计用水量和处理标准的确定（一）设计用水量的确定（二）处理后水质标准的确定三、给水厂处理方案的确定（一）给水处理工艺流程的确定（二）给水处理设施的选择（三）混凝剂、助凝剂、滤料和消毒剂的选择四、各给水处理设施具体设计计算（一）混合池（二）絮凝池（三）沉淀池（四）滤池（五）消毒设备（六）清水池（七）原水泵站（八）二级泵站五、给水厂平面布置六、给水厂高程布置设计原始资料（一）污水水质资料原水取于城镇北侧的桃河河流。取水口在城镇上游，水质较好，含砂量较低（平均含砂量3/4.0mKg），上游无工业污染和集中生活污水污染。原水具体水质指标如下表所示：项目含量项目含量浑浊度120～400NTU耗氧量2.0mg/l色度10度总硬度3度(德国度)水温10～20℃暂时硬度3度(德国度)PH值7.5～8.0氯化物21mg/l细菌总数12000个/ml总固体298mg/l大肠菌数33000个/l碱度8度臭和味微量（二）规划用地地质、地形资料1.规划用地地质资料（1）拟建水厂区域工程地质钻探资料通过工程地质钻探，地层构造为：表层为0.5～0.7m厚的耕土，以下均为密实压粘土，地下12m处才有基岩露头。地下水位在地表8m以下，地下水无浸蚀性。地基耐压力为2/15mt。（2）该城镇地震资料据记载，该地区未发生过破坏性地震，据地震监测总的记录，该地区最大震级为6级，地震裂度为6度。由四川地震局推荐，该地区建筑设计按地震裂度7度设防。2.规划用地地形资料规划用地地形资料如下图所示（三）水文、气象资料1.水文资料桃河由西向东穿城而过，拐向镇东南流出城。河上设有两座通行汽车的大桥。河流常年流量较大，上游设有一大型水库调节，因此河流枯水位及流量变化不大。该河流为通航河流，船舶最大吨位700吨，并有木排放下，取水构筑物设计时应考虑放排和通航的影响。最高洪水位：188.00m最大流量：sm/1503常水位：185.40m年平均流量：sm/753枯水位：183.00m最小流量：sm/503取水口水深最小达：4.0m2.气象资料（1）风向：见下方风玫瑰图（2）气温：最冷月平均：4.0C最热月平均：34.1C极端最高气温：40C极端最低气温：-2C（3）降水量：年平均降雨量：1185.4m一日最大降雨：197.1mm（4）土壤冰冻深度：常年无冰冻现象（四）其他资料该城镇为县政治、经济中心，交通便利，铁路、公路、水运均与省城及埠外相连接。该县地方材料丰富。给水厂设计用水量和处理标准的确定（一）给水厂设计用水量的确定根据原始资料，该水厂供给的城镇用水量为dm/500003，水厂自用水量为城镇用水量的5%，则总用水量为：dm/5250005.1500003。sLhmdm/64.607/5.2187/5250033（二）给水厂给水处理标准的确定本次给水厂供水是满足附近城镇生活和饮用使用，故出厂水质应符合《生活饮用水卫生标准》（GB5749—2006）的规定。其部分要求规定如下：色度（铂钴色度单位）1浑浊度（散射浑浊度单位）3pH不小于6.5，不大于8.5溶解性总固体（mg/L）1000总硬度（以碳酸钙计）（mg/L）450耗氧量（mg/L）3菌落总数（CFU/ml）100总大肠杆菌数（CFU/ml）不得检出给水厂处理方案的确定（一）给水处理工艺流程的选择根据原水水质资料所示，原水含沙量较低，故可不设沉砂池；原水浊度常年在120—400NTU之间，因此不能省去混凝、沉淀等工艺；原水非常规污染指标正常，所受污染程度低，因此无需采取深度处理。综上，原则上一般的常规给水处理即可达到出水水质要求，故处理工艺如下：（二）给水处理设施的选择1.混凝剂投加构筑物本给水厂水处理中，混凝剂配置方法采用湿式配置法，投加方法为高位药剂池重力投加。故需建造溶液池。2.混合构筑物混合构筑物采用桨板式混合池3.絮凝反应构筑物絮凝反应构筑物采用桨板式絮凝反应池4.沉淀池构筑物沉淀池采用平流式沉淀池，与桨板式絮凝反应池合建5.过滤构筑物过滤构筑物采用普通快滤池（三）混凝剂、助凝剂、滤料和消毒剂的选择1.混凝剂混凝剂采用聚合氯化铝，因其为液体状，符合本次设计的湿式配置条件，并且其净化效果好，对水温的适应性较强，故选用聚合氯化铝为本次水厂混凝反应的混凝剂。2.助凝剂根据本次设计的取水水源水质资料显示，水源水的碱度常年在8度左右，故原则上无需使用助凝剂，但为保险，仍需备用一定量的助凝剂。本次设计，助凝剂选用聚丙烯酰胺作为混凝反应的助凝剂。3.滤料滤料采用石英砂。石英砂价格低廉、机械强度高、化学性能稳定，是良好的滤料选择。4.消毒剂的选择消毒剂采用液氯。液氯价格低廉，消毒工艺较成熟，消毒效果稳定可靠，实为消毒剂的不二之选。各给水处理设施具体设计计算（一）混合池本次设计中，混合池采用桨板式混合池。桨板式混合池共分为两个部分，即药剂溶解池和混合池。1.药剂溶解池由于本次混凝使用的是聚合氯化铝，为也太混凝剂。故药剂溶解池无需分为容积和溶液两部分，可在一个池子中完成溶解和调节浓度的工作。溶解池的容积按照下式计算：bnaQbnaQV4171000100010024式中：Q处理的水量，hm/3b溶液浓度，一般取5%-20%，本设计次取10%n每日调制次数，一般3次，本次设计取2a混凝剂最大投加量，Lmg/。查相关资料，原水浊度在100NTU时，a值取9，浊度在400NTU是，a值取15。本次设计a取12。则计算出药剂溶解池的容积为：315.32104175.218712417mbnaQV故将溶解池设计成一个底面为1.5m×1.5m、高为1.4m的池型。为便于快速溶解，池底安设直径为1m的搅拌桨，距池底0.3m高。2.桨板式混合池桨板式混合池大致构造如下图所示：已知设计用水量为2187.5hm/3，混合池设计建造两个，则池数n=2。具体设计计算如下：（1）池体尺寸的计算①混合池容积W。采用混合时间t=30s，则31.923600305.21873600mnQtW②混合池高度H。混合池平面采用正方形，边长B=2.2m，则有效水深H为mBWH88.12.21.922超高取mH3.0，则池总高度为mHHH18.23.088.1，取2.2m（2）搅拌设备的计算①桨板尺寸。桨板外缘直径mD5.10，桨板宽度b=0.2m，桨板长度l=0.3m。垂直轴上装设两个叶轮，每个叶轮上安装一对桨板。②垂直轴转速0n。桨板外缘速度采用v=2m/s，则min/2647.255.114.32606000rDvn③桨板旋转角速度sradDv/67.25.12220④桨板转动时消耗功率0NgrRZbCN408)(4430式中：——C阻力系数，C=0.2-0.5,采用0.3——水的密度，1000kg/m³——Z桨板数，此处Z=4——R垂直轴中心至桨板外缘的距离，mDR75.025.120——r垂直轴中心至桨板内缘的距离，mlRr45.03.075.0——g重力加速度，9.812/sm所以计算得kWN118.0)45.075.0(81.94082.0467.210003.04420⑤转动桨板所需的电动机功率N。桨板转动时的机械总功率75.01，转动效率95.0~6.02，采用2=0.7，则kWNN225.07.075.0118.0210选用功率0.225kW电机。3.混合池进出口管径、药剂溶解池药剂输送管管径及计量设备的确定（1）混合池进出管管径已知用水量为hm/5.21873，混合池分为两座，每座混合池配有两根进水管、两根出水管，则每根管道流量为hm/5473，为满足管内流速要求，选定进出水管管径均为DN350mm，管内流速sm/52.13。（2）药剂溶解池药剂输送管管径药剂溶解池药剂输送管管径采用20mm。（3）计量设备计量设备采用LF-16型转子流量计。（二）絮凝池本次设计中，絮凝池采用水平式桨板机械絮凝池，共建四座，池数n=4。其每组絮凝池结构大致图如下：为将投药絮凝后的原水尽快进行沉淀处理，故将絮凝池与沉淀池合建，拟将每两组絮凝池并排合建一起与后续每组沉淀池合建。已知设计用水量hmQ/5.21873，则絮凝池具体设计计算如下：1.池体尺寸。池数n=4，絮凝时间采用20min（1）每池容积W33.182460205.218760mnQtW（2）池长L。池内平均水深采用H=3m，搅拌器的排数采用Z=3，则mmZHL5.11,25.113325.1取式中，系数，25.1,5.1~0.1取（3）池宽BmmLHWB3.5,28.535.113.182取2.搅拌设备（1）叶轮直径D。叶轮旋转式，应不露出水面，也不触及池底。取叶轮边缘与水面及池底净距均为mH2.0，则mHHD6.22.0232（2）叶轮的桨板尺寸。桨板长度取l=1.3m（l/D=1.3/2.6=0.575%），桨板宽度采用b=0.2m。（3）每个叶轮上设置桨板数y=4块。（4）每个搅拌轴上装设叶轮个数。第一排搅拌轴装2个叶轮，共8块桨板；第二排搅拌轴上装一个叶轮，共4块桨板；第三排搅拌轴上装两个叶轮，共8块桨板。（5）每排搅拌器上桨板总面积与絮凝池过水断面面积之比%2513.033.53.12.088BHbl（6）搅拌器转数min)/(0rn0060Dvn式中，v叶轮边缘的线速度，sm/0D叶轮上桨板中心点的旋转半径，m本例题采用：第一排叶轮1v=0.7m/s，第二排叶轮2v=0.5m/s，第三排叶轮3v=0.3m/s。mD4.22.06.20。所以第一排叶轮转数01nmin/657.54.214.37.060600101rDvn，取第二排叶轮转数02nmin/498.34.214.35.060600202rDvn，取第三排叶轮转数03nmin/338.24.214.33.060600303rDvn，取则各排叶轮半径中心点的实际线速度分别为smnDv/754.06064.214.3600101smnDv/502.06044.214.3600202smnDv/377.06034.214.3600303（7）每个叶轮旋转时克服水的阻力所消耗的功率0N（kW）414220408rryklN02/Dvsrad式中：y每个叶轮上的桨板数目，个l桨板长度，m2r叶轮半径，m1r叶轮半径与桨板长度只差，m叶轮旋转的角速度，rad/sk系数，gk2水的密度，3/1000mkg阻力系数，根据桨板宽度与长度之比确定，见下表b/l11-22.5-44.5-1010.5-18181.101.151.191.291.402.00此次设计中，mDr2.14.2212102，mbrr12.02.121，y=4个，l=1.3m。所以：sradDv/628.04.2754.022011sradDv/418.04.2502.022022sradDv/314.04.2377.022033桨板宽长比10.113.1/2.0/，故lb，所以1.5681.92100010.1k因而得到每个叶轮的功率分别为第一排：kWN190.0628.012.14083.11.56434401第二排：kWN056.0418.012.14083.11.56434402第